- •Кинематика материальной точки Перемещение точки и пройденный путь. Скорость. Вычисление пройденного пути
- •Кинематика вращательного движения
- •Абсолютная температура и её физический смысл
- •Электромагнетизм
- •Описание поля в магнетиках
- •Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Применения ферромагнетизма. Природа ферромагнетизма
- •Механика Введение
- •Кинематика материальной точки
- •Законы Ньютона и законы сохранения
- •Законы Ньютона
- •Законы сохранения
- •Электричество Постоянное электрическое поле Электрический заряд
- •Взаимодействие точечных зарядов
- •Электрическое поле
- •3.9 Линии напряженности точечных зарядов
- •Теорема Гаусса
- •Работа электростатического поля
- •Потенциал - энергетическая характеристика поля
- •Электрон-вольт - внесистемная единица работы
- •Проводник в электрическом поле
- •Электроемкость уединенного проводника
- •Электроемкость конденсатора
- •Энергия электрического поля
- •Электрическое поле в диэлектрике
- •Постоянный электрический ток
- •Эдс источника
- •Закон Ома для участка цепи
- •Закон Ома в дифференциальной форме
- •Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
- •Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •Магнетизм Магнитное поле в вакууме Движущийся заряд - источник магнитного поля, индикатор магнитного поля - другой движущийся заряд
- •Проводник с током создает только магнитное поле, другой проводник с током реагирует только на магнитное поле
- •Рамка с током как регистратор магнитного поля. Вектор магнитной индукции
- •Закон Био-Савара-Лапласа
- •Теорема о циркуляции вектора в
- •Применение теоремы о циркуляции для вычисления магнитного поля бесконечно длинного соленоида
- •Закон Ампера
- •Сила Лоренца - это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся в нем заряд
- •Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток)
- •Закон Фарадея - Ленца
- •Самоиндукция
- •Магнитное поле в веществе
- •Классификация магнетиков
Постоянный электрический ток
Электрический ток - это упорядоченное движение электрических зарядов, в металле - электронов.
Ток, не изменяющийся со временем, называют постоянным.
Сила тока
.
За время dt переносится заряд dq.
.
Единица силы тока - ампер.
Плотность тока
|
|
, dI - сила тока, проходящего через площадку dS1. |
Связь плотности тока и скорости упорядоченного движения зарядов
|
|
За время dt через площадку dS пройдут заряды, отстоящие от нее не дальше чем на vdt. Заряд dq, прошедший за dt через dS:
,
где q0 - заряд одного носителя; n - число зарядов в единице объема; dS·v·dt - объем. |
Сила тока:
.
Плотность тока (2):
.
Вектор направлен как и вектор .
Эдс источника
Для поддержания постоянного замкнутого тока при наличии сил, тормозящих движение носителей, необходимо компенсировать носителям заряда потери энергии, т.е. совершать над ними работу.
Работа электростатического поля (6.2) по замкнутой траектории:
.
φ1 = φ2, если траектория замкнута.
Следовательно, эту работу должны совершать силы неэлектрического происхождения, сторонние силы.
ЭДС - это
.
где q - заряд, над которым сторонние силы совершили работу Aст.сил.
.
Единица ЭДС - такая же, как и единица потенциала - вольт.
Закон Ома для участка цепи
|
|
|
, |
R - сопротивление проводника.
.
Единица сопротивления - Ом.
Для однородного проводника длиной l и сечением S:
,
ρ - удельное сопротивление (из таблиц).
.
Закон Ома в дифференциальной форме
Закон Ома (4) для элементарного объема проводника.
См. (7)
Используя (2) получим:
|
, |
где |
. |
|
Закон Ома в дифференциальной форме |
|
Удельная проводимость |
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
Количество тепла, выделяемое в элементарном объеме с сопротивлением R при прохождении тока I в течении времени dt:
Найдем |
|
- |
закон Джоуля-Ленца. |
|
- |
плотность мощности. |
|
|
- |
закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. |
См. (2), (4), (5).
Закон Ома для неоднородного участка цепи
Неоднородный участок - участок, содержащий ЭДС.
|
|
Работа при перемещении заряда dq из точки 1 в точку 2: , где dq(φ1-φ2) - работа сил поля (6.2), dq ε12 - работа сторонних сил (3). |
dA12 переходит в джоулево тепло I2Rdt (6):
,
(10.1),
.
Закон Ома для неоднородного участка цепи:
.